A lavagem ácida da levedura, recuperada no final do processo de fermentação, é uma prática realizada por diversas indústrias cervejeiras há mais de um século. O tratamento é reconhecido como eficiente para a redução de bactérias contaminantes sem afetar a qualidade fisiológica da levedura cervejeira (Simpson et al., 1989). O regime de lavagem ácida difere entre as cervejarias, sendo que algumas lavam a levedura ao final de todo processo fermentativo, enquanto outras só realizam a lavagem se detectado alguma contaminação bacteriana significativa (Cunningham e Stewart, 2000). As condições comumente utilizadas para a lavagem são: temperatura do processo inferior a 5 ºC e pH entre 2 - 2.2 por não mais que 120 min, sendo que o ácido mais utilizado é o ácido fosfórico de grau alimentício (Simpson et al., 1989, Stewart et al., 2013).
A levedura recuperada no final do processo de fermentação, também chamada de levedura de reinoculação, é reconhecida como sendo o principal reservatório de bactérias deteriorantes dentro das indústrias (Ogden, 1987). Pequena variedade microbiana pode ser encontrada na levedura de inoculação: Pediococcus,
Lactobacillus, Obesumbacterium, Enterobacter, Acetobacter e Gluconobacter os
principais gêneros reportados (Simpson, 1987a). As bactérias ácido láticas (BAL) são relatadas como responsáveis por 70% de toda contaminação presente na indústria cervejeira (Suzuki et al., 2006a, Suzuki et al, 2006b, Iijima et al., 2007). Dentre as BAL, duas espécies requerem especial menção: Lactobacillus brevis e Pediococcus
damnosus. L. brevis é relatada como o micro-organismo deteriorante mais
frequentemente detectado em cervejarias, e também, é reconhecido como o contaminante mais temido pelos cervejeiros devido às alterações sensoriais no produto final e sua capacidade de causar super atenuação (consumo acelerado de nutrientes fermentescíveis) do mosto durante a fermentação (Priest et al., 1996, Back, 2006, Vaughan et al., 2006). L. casei, apesar de ser um deteriorante menos comum em cervejarias, é reconhecido como produtor de diacetil. Apesar de não ser o principal produto do metabolismo de bactérias ácido láticas, o diacetil é considerado um off-
flavour mais potente que o principal produto do metabolismo dessas bactérias, o ácido
láctico. Isso se deve principalmente pelo fato do limiar para presença de diacetil em cerveja (0,15 ppm) ser 2000 vezes menor do que o de ácido láctico (300ppm) (Sakamoto et al., 2003). P. damnosus, dentre as espécies do seu gênero, é o mais
comum deteriorante de cerveja, sendo responsável por 20% de todos os incidentes bacterianos no período de 1980-1987 (Back, 1980, Back et al., 1988). Pediococcus spp., em particular, são reconhecidos pela formação de diacetil e exopolissacarídeos, além do seu potencial de crescimento em baixas temperaturas (Jaspersen e Jakobsen, 1996).
O ácido fosfórico é o único ácido inorgânico fraco utilizado na indústria de alimentos, sendo o segundo ácido mais utilizado nesse ramo. É o mais utilizado na produção de bebidas carbonatadas como refrigerantes e cervejas (Dziezak, 2003). Dentre os acidulantes alimentares, o ácido fosfórico é o que produz o menor pH quando se considera a mesma quantidade de ácido adicionado ao alimento, devido aos seus baixos valores de Ka e pKa (7,52 x 10-3 e 2,12, respectivamente), em
comparação com outros ácidos fracos (Dziezak, 2003).
O efeito da lavagem ácida sobre os micro-organismos tem como fundamento a teoria dos ácidos fracos. A clássica teoria dos ácidos fracos de inibição de micro- organismos por conservantes é amplamente definido por parâmetros físico-químicos. Ácidos fracos, quando em solução aquosa, dissociam-se parcialmente gerando um equilíbrio dinâmico entre ácidos moleculares e ânions carregados (prótons). Em uma solução com baixo pH, o equilíbrio favorece a formação de ácidos moleculares, enquanto em pH próximo da neutralidade observa-se o predomínio de ânions carregados. Os ácidos orgânicos moleculares, ou seja, na sua forma não dissociada, são lipossolúveis e capazes de penetrar a membrana plasmática de um micro- organismo por um processo conhecido como difusão facilitada. No citoplasma da célula, a pH neutro, o ácido molecular se dissocia em ânions carregados e prótons, os quais não conseguem deixar o citoplasma da célula devido a suas cargas. Com o aumento da concentração de prótons, o citoplasma sofre uma substancial acidificação, inibindo processos do metabolismo celular como a glicólise, comunicação celular e o transporte ativo (Lambert e Stratford, 1999).
A modelagem do efeito de sanitizantes em micro-organismos é considerada uma importante ferramenta na otimização de protocolos de sanitização existentes ou para a geração de novos (Virto et al., 2005). Na microbiologia preditiva, o estudo do crescimento ou morte microbiana em relação a fatores ambientais é traduzido em equações matemáticas que permitem a predição do crescimento ou inativação de
micro-organismos em alimentos (Janssen et al., 2007). A abordagem mais comum para se descrever as curvas de sobrevivência correspondentes à inativação microbiana por agentes químicos é assumir uma cinética de primeira ordem (Pavelic et al., 1998). Entretanto, se as curvas de inativação não seguem uma cinética de primeira ordem, o uso dessa abordagem pode ser ilusória (Virto et al., 2005). Diversas novas abordagens têm sido propostas para se modelar curvas de sobrevivência com formações de ombros e caudas. Sendo que, alguns modelos já foram desenvolvidos para descrever a influência de ácidos orgânicos em organismos alvos em culturas puras ou em co-cultura com outros micro-organismos (Buchanan et al., 1993, Janssen et al., 2006, Le Marc et al., 2002, Leroy et al., 2005, Presser et al., 1997, Skandamis et al., 2003, Vereecken et al., 2003, Virto et al., 2005, Virto et al., 2006, Janssen et al., 2007, Alvarenga, 2008).
Não existem estudos recentes que empreguem a utilização de ferramentas matemáticas preditivas para a elucidação da eficiência do atual processo de lavagem ácida na indústria cervejeira. Muito menos abordagens do uso dessa ferramenta para buscar a otimização desse processo. Portanto, esse estudo teve como objetivoa avaliação da inativação de bactérias contaminantes do processo cervejeiro por diferentes regimes de lavagem ácida, identificação dos parâmetros cinéticos e perfis de curva de sobrevivência através de ferramentas da microbiologia preditiva de alimentos.